IT201800010464A1 - Veicolo battipista con funzioni automatizzate e metodo per controllare un veicolo battipista - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“VEICOLO BATTIPISTA CON FUNZIONI AUTOMATIZZATE E METODO PER CONTROLLARE UN VEICOLO BATTIPISTA”
La presente invenzione riguarda un veicolo battipista con funzioni automatizzate e un metodo per controllare un veicolo battipista.
Come è noto, la preparazione delle piste da sci richiede una sempre crescente cura, sia per ragioni di sicurezza, sia perché i moderni attrezzi possono essere molto meglio sfruttati su superfici regolari, prive di marcate asperità e con fondo il più possibile omogeneo. D’altra parte, in numerosi comprensori si sta anche diffondendo l’uso di realizzare i cosiddetti snowpark, ossia aree limitate e recintate provviste di strutture dedicate all’esecuzione di acrobazie (trick), come rampe di stacco (kicker) e di atterraggio (landing) di varie configurazioni e difficoltà, gobbe, box, rail, half-pipe e così via. Il manto nevoso viene lavorato mediante veicoli battipista, che sono dotati di appositi strumenti allo scopo. In particolare, un veicolo battipista comprende in genere una pala o lama frontale e una fresa e un rifinitore posteriori. La lama può essere sollevata, abbassata e orientata per spostare quantità desiderate di neve, che può così essere rimossa, accumulata, distribuita e sagomata in accordo alle necessità. L’attrezzo posteriore con fresa e rifinitore permette invece di ottenere la finitura desiderata della superficie del manto nevoso.
La qualità della preparazione tanto delle piste, quanto delle strutture degli snowpark è però attualmente affidata in larga misura all’abilità e all’esperienza degli operatori dei veicoli battipista, che hanno il controllo pressoché completo sugli attrezzi di lavoro. I risultati ottenibili, che sono evidentemente influenzati da una componente soggettiva non trascurabile, sono per questo scarsamente ripetibili e non possono essere facilmente ottimizzati. Questo si può tradurre, da un lato, in condizioni disomogenee, al di là di quanto comunque permetterebbero i fattori ambientali oggettivi, e, dall’altro, in un maggior dispendio di tempo e di risorse perché le fasi di lavorazione non sono condotte in modo ottimale.
Sarebbe invece desiderabile una maggiore uniformità di risultati, specialmente per supplire alle più limitate. capacità degli operatori meno esperti.
Scopo della presente invenzione è fornire un veicolo battipista e un metodo per controllare un veicolo battipista che permettano di superare o almeno attenuare le limitazioni descritte.
Secondo la presente invenzione viene pertanto fornito un veicolo battipista comprendente:
un telaio estendentesi lungo un asse longitudinale; un attrezzo collegata al telaio mediante un dispositivo di collegamento provvisto di un gruppo attuatori azionabile per determinare una posizione relativa dell’attrezzo rispetto al telaio;
un dispositivo di navigazione satellitare;
un sistema di controllo includente un’unità di elaborazione e un dispositivo di memoria, contenente una mappa obiettivo rappresentativa di una superficie desiderata da ottenere mediante lavorazione del manto nevoso su una regione;
e in cui l’unità di elaborazione è configurata per: determinare una posizione e un’orientazione del telaio utilizzando dati forniti dal dispositivo di navigazione satellitare;
determinare una configurazione dell’attrezzo in funzione della posizione e dell’orientazione del telaio e della mappa obiettivo, in modo che il passaggio dell’attrezzo provochi un’asportazione di manto nevoso tale da conformare il manto nevoso alla mappa obiettivo; e
azionare il gruppo attuatori in modo da portare l’attrezzo nella configurazione determinata.
Il veicolo battipista è quindi in grado di determinare almeno in parte in modo autonomo la configurazione dell’attrezzo per ottenere la superficie del manto nevoso desiderata. In questo modo, da un lato la ripetibilità dei risultati viene migliorata e, dall’altro, si riduce la difficoltà del controllo del veicolo battipista, permettendo al conducente di porre maggiore attenzione alla guida. Risulta perciò in generale migliorata anche la sicurezza, specialmente per i conducenti meno esperti. Il veicolo battipista descritto può anche essere controllato in remoto.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’attrezzo comprende una lama collegata al telaio e il dispositivo di collegamento comprende un dispositivo di collegamento anteriore collegante la lama al telaio.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, il dispositivo di collegamento anteriore comprende una struttura rigida anteriore incernierata al telaio in modo girevole attorno a un asse di rotazione e un giunto universale collegante la lama alla struttura rigida anteriore e in cui il gruppo attuatori comprende:
- una prima unità attuatori configurata per ruotare la struttura rigida anteriore attorno all’asse di rotazione per sollevare e abbassare la lama;
- una seconda unità attuatori configurata per ruotare della lama creando un dislivello fra opposte estremità lama;
- una terza unità attuatori configurata per determinare un’inclinazione in avanti della lama; e
- una quarta unità attuatrice configurata per orientare la lama perpendicolare o in modo obliquo rispetto a una direzione di avanzamento.
L’unità di elaborazione è configurata per determinare un primo profilo obiettivo in una direzione di marcia come intersezione della mappa obiettivo e di un primo piano di riferimento del telaio perpendicolare all’asse di rotazione.
L’intersezione della mappa obiettivo e del primo piano di riferimento del telaio permette di correlare la superficie che si intende ottenere con la posizione corrente del veicolo battipista, che è anche rappresentativa della superficie attuale del manto nevoso nel punto che viene trattato. Questo consente di determinare lo spessore di manto nevoso da asportare e la posizione che la lama deve assumere per ottenere il risultato programmato.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’unità di elaborazione è configurata per calcolare un angolo di sollevamento della lama rispetto al telaio attorno all’asse di rotazione da un’intersezione fra il primo profilo obiettivo e una traiettoria nel primo piano di riferimento di un’estremità della struttura rigida anteriore opposta al telaio.
L’angolo di sollevamento così determinato non comporta un carico computazionale significativo e, allo stesso tempo, permette di impostare in modo automatico uno dei parametri più importanti nella lavorazione del manto nevoso.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’unità di elaborazione è configurata per determinare un angolo di inclinazione verticale della lama, definente un’inclinazione della lama in un piano verticale quando il veicolo battipista si trova su un terreno orizziontale.
Il calcolo dell’angolo di inclinazione verticale permette di affinare la lavorazione automatica del manto nevoso, migliorando ulteriormente la ripetibilità dei risultati.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’unità di elaborazione è configurata per determinare un angolo di inclinazione laterale, definente un’inclinazione della lama in un piano orizzontale, quando il veicolo battipista è su un terreno orizziontale.
Il calcolo dell’angolo di inclinazione laterale consente di compensare scostamenti della traiettoria del veicolo battipista rispetto a una traiettoria ideale per la lavorazione desiderata, mantenendo sostanzialmente costante la direzione del fronte di lavoro.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’unità di elaborazione è configurata per utilizzare un modello semplificato del veicolo battipista comprendente:
un primo poligono, rappresentativo del telaio e avente un lato parallelo all’asse di rotazione e un vertice coincidente con l’asse di rotazione;
un secondo poligono, rappresentativo della lama; e
un segmento, rappresentativo della struttura rigida anteriore e avente un’estremità incernierata al vertice del primo poligono e una seconda estremità collegata a un punto medio della base del secondo poligono con tre gradi di libertà rotatori.
Il modello semplificato consente di determinare con precisione la posizione e la configurazione del veicolo battipista senza bisogno di impiegare ingenti risorse di calcolo. Ciò è vantaggioso sia sotto il profilo dei costi, sia per la velocità di esecuzione delle procedure.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’attrezzo comprende un gruppo fresa e rifinitore e il dispositivo di collegamento comprende un dispositivo di collegamento posteriore collegante il gruppo fresa e rifinitore al telaio.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’unità di elaborazione è configurata per controllare un angolo di traino del gruppo fresa e rifinitore rispetto al telaio in base alla mappa obiettivo, a una curvatura di una correntemente selezionata fra una pluralità di traiettorie programmate memorizzate nel dispositivo di memoria e a posizione, orientazione e direzione di avanzamento determinate mediante il dispositivo di navigazione satellitare, in modo che il gruppo fresa e rifinitore mantenga un orientamento programmato rispetto alla traiettoria programmata.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’unità di elaborazione è configurata per impostare l’angolo di traino e un angolo di imbardata del gruppo fresa e rifinitore in modo da controllare uno sfalsamento laterale del gruppo fresa e rifinitore.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’unità di elaborazione è configurata per controllare lo sfalsamento laterale in funzione della traiettoria programmata e della posizione fornita dal dispositivo di navigazione satellitare in modo da ottenere una sovrapposizione programmata fra strisce di lavorazione adiacenti.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’unità di elaborazione è configurata per determinare un angolo di taglio del gruppo fresa e rifinitore in funzione dalla mappa obiettivo e dalla posizione fornita dal dispositivo di navigazione satellitare.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, viene inoltre fornito un metodo per controllare un veicolo battipista, il veicolo battipista comprendendo:
un telaio estendentesi lungo un asse longitudinale; e un attrezzo collegato al telaio mediante un dispositivo di collegamento provvisto di un gruppo attuatori azionabile per determinare una posizione relativa della lama rispetto al telaio;
il metodo comprendendo:
definire una mappa obiettivo rappresentativa di una superficie desiderata da ottenere mediante lavorazione del manto nevoso su una regione;
determinare una posizione e un’orientazione del telaio;
determinare una configurazione dell’attrezzo in funzione della posizione e dell’orientazione del telaio e della mappa obiettivo, in modo che il passaggio dell’attrezzo provochi un’asportazione di manto nevoso tale da conformare il manto nevoso alla mappa obiettivo; e portare l’attrezzo (8) nella configurazione determinata.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:
- la figura 1 è una vista laterale di un veicolo battipista in accordo a una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 2 è una vista in pianta dall’alto del veicolo battipista di figura 1;
- la figura 3 è uno schema a blocchi semplificato del veicolo battipista di figura 1;
- la figura 4 mostra coordinate rilevabili mediante un componente del veicolo battipista di figura 1;
- la figura 5 è una vista prospettica posteriore di un particolare ingrandito del veicolo battipista di figura 1;
- le figure da 6 a 9 mostrano il componente di figura 5 in diverse configurazioni d’uso;
- la figura 10 è uno schema a blocchi più dettagliato relativo a un sistema di controllo del veicolo battipista di figura 1;
- la figura 11 è una rappresentazione schematica di mappe memorizzate nel sistema di controllo di figura 10; - la figura 12 mostra sistemi e piani di riferimento utilizzati in una forma di realizzazione del metodo di controllo secondo la presente invenzione;
- le figure da 13 a 15 mostrano grandezze utilizzate in una forma di realizzazione del metodo di controllo secondo la presente invenzione;
- la figura 16 è un grafico che mostra un modello del veicolo battipista utilizzato in una forma di realizzazione del metodo di controllo secondo la presente invenzione;
- la figura 17 è un diagramma di flusso relativo a una forma di realizzazione del metodo di controllo secondo la presente invenzione;
- la figura 18 mostra entità geometriche utilizzate in una forma di realizzazione del metodo di controllo secondo la presente invenzione;
- la figura 19 è uno schema a blocchi più dettagliato relativo a una porzione del sistema di controllo di figura 10; e
- le figure 20-25 mostrano ulteriori entità geometriche utilizzate in una forma di realizzazione del metodo di controllo secondo la presente invenzione.
Con riferimento alle figure da 1 a 3, un veicolo battipista secondo una forma di realizzazione della presente invenzione è indicato nel suo complesso con il numero 1 e comprende un telaio 2, che si estende lungo un asse longitudinale A (figura 2), una cabina di guida 3 e un’unità motrice 5 (figura 3), per esempio un motore a combustione interna. La cabina di guida 3 e l’unità motrice 5 sono alloggiati sul telaio 2. Il veicolo battipista 1 è inoltre provvisto di una coppia di cingoli 6 e di dispositivi utilizzatori, tra cui una lama o pala 8, supportata anteriormente dal telaio 2 e un gruppo fresa e rifinitore (tiller and finisher assembly) 9, supportato posteriormente al telaio 2. Può essere presente anche un gruppo verricello qui non mostrato. Una trasmissione di potenza 12 (figura 3) è operativamente accoppiata all’unità motrice 5, che fornisce la potenza necessaria al funzionamento del veicolo battipista 1, e ai dispositivi utilizzatori. La trasmissione di potenza 12 può essere idraulica o elettrica o una combinazione fra idraulica ed elettrica.
Nella cabina di guida 3 è installata un’interfaccia utente (non mostrata), che consente a un operatore di controllare la marcia del veicolo battipista 1 e l’azionamento dei dispositivi utilizzatori. Sebbene il veicolo battipista 1 sia dotato di strumentazione e dispositivi di controllo che consentono sostanzialmente il funzionamento autonomo, per maggiore sicurezza un operatore può essere presente e, in questo caso, può avere la possibilità di forzare una modalità di controllo manuale, scavalcando il controllo autonomo, quando le condizioni lo richiedono.
Il veicolo battipista 1 è provvisto di un dispositivo di navigazione satellitare 13, di un sistema di controllo 15 e di un sistema di telemetria 16.
Il dispositivo di navigazione satellitare 13, per esempio un dispositivo GNSS (“Global Navigation Stellite System”), è configurato per determinare, con precisione nell’ordine dei centimetri, la propria posizione e orientazione tridimensionale e, di conseguenza, la posizione e orientazione tridimensionale del veicolo battipista 1. In pratica, il dispositivo di navigazione satellitare 13 consente di determinare longitudine LG, latitudine LT e altezza dal suolo H, oltre alla direzione di un asse di riferimento (figura 4). L’altezza dal suolo H corrisponde allo spessore del manto nevoso alle coordinate del dispositivo di navigazione satellitare 13 e del veicolo battipista 1. L’altezza dal suolo H, in particolare, può essere determinata dalla differenza tra una quota rilevata dal dispositivo di navigazione satellitare 13 e una quota del suolo definita da una mappa di riferimento MR a longitudine LG e latitudine LT corrispondenti. La mappa di riferimento MR può essere realizzata utilizzando il dispositivo di navigazione satellitare 13 in assenza di neve e memorizzata nel dispositivo di navigazione satellitare 13 o nel sistema di controllo 15. Nel primo caso l’altezza dal suolo H viene fornita direttamente dal dispositivo di navigazione satellitare 13; nel secondo caso, il dispositivo di navigazione satellitare 13 può fornire una quota rispetto a una quota di riferimento (ad esempio il livello del mare) e l’altezza dal suolo H è determinata dal sistema di controllo 15 utilizzando la mappa di riferimento MR.
Il sistema di controllo 15 rileva parametri operativi del veicolo battipista 1, quali, per esempio e non esaustivamente, la potenza erogata dall’unità motrice, la potenza assorbita da ciascuno dei dispositivi utilizzatori, la posizione della lama 8 e del gruppo fresa e rifinitore 9, la velocità di avanzamento del veicolo battipista 1.
Il sistema di controllo 15 è dotato di capacità di connessione wireless, ad esempio direttamente attraverso una rete di comunicazione locale o attraverso una rete dati mobile e una connessione Internet, per la connessione a un sistema di gestione delle risorse di un comprensorio sciistico, qui non mostrato.
La lama 8 è collegata al telaio 2 mediante un dispositivo di collegamento anteriore 20, mentre il gruppo fresa e rifinitore 9 è collegato al telaio mediante un dispositivo di collegamento posteriore 21.
Il dispositivo di collegamento anteriore 20 è illustrato in figura 5 e comprende una struttura rigida 22 e una struttura rigida 23. La struttura rigida 22 è incernierata al telaio 2 in modo girevole attorno a un asse di rotazione R1 orizzontale (quando il veicolo battipista 1 è in piano) e parallelo al piano dei cingoli 6. La struttura rigida 23 è fissata alla lama 8 ed è accoppiata alla struttura rigida 22 mediante un giunto universale 24, in particolare un giunto sferico universale.
Il dispositivo di collegamento anteriore 20 comprende inoltre:
- almeno un attuatore 25 per ruotare la struttura rigida 22 attorno all’asse di rotazione R1 e sollevare e abbassare la lama 8 (figura 6);
- attuatori 26 per ruotare la lama 8 (inclinazione o tilt verticale; in pratica creando un dislivello fra le estremità destra e sinistra della lama 8 rispetto al piano dei cingoli 6, figura 7);
- almeno un attuatore 27 per determinare l’inclinazione in avanti o angolo di incidenza della lama 8 (cutting angle, figura 8); e
- attuatori 28 per orientare la lama 8, in pratica disponendo la lama 8 stessa perpendicolare o in modo obliquo rispetto alla direzione di avanzamento del veicolo battipista 1 (inclinazione o tilt laterale; figura 9).
Un dispositivo di controllo manuale (non mostrato) per controllare il dispositivo di collegamento anteriore 20 è alloggiato nella cabina 3 e consente di combinare i quattro movimenti descritti e mostrati nelle figure da 6 a 9.
Il dispositivo di collegamento posteriore 21 comprende una struttura rigida 29 incernierata al telaio 2 in modo girevole attorno a un asse di rotazione R2 orizzontale (quando il veicolo battipista 1 è in piano) e parallelo al piano dei cingoli 6 (parallelo al piano PH definito più avanti) e a un asse di rotazione R3 (figura 1) perpendicolare all’asse di rotazione R2 e appartenente a un piano longitudinale che divide il veicolo battipista longitudinalmente in due parti sostanzialmente simmetriche (piano PV definito più avanti). Inoltre, il dispositivo di collegamento posteriore 21 supporta gruppo fresa e rifinitore 9 in modo girevole attorno a un asse di rotazione R4 che orizzontale quando il veicolo battipista 1 è in piano.
Il dispositivo di collegamento posteriore 21 comprende inoltre un gruppo attuatori 50 per: sollevare e abbassare il gruppo fresa e rifinitore 9 ruotando la struttura rigida 29 attorno all’asse di rotazione R2; orientare il gruppo fresa e rifinitore 9, in pratica disponendo la lama 8 stessa perpendicolare o in modo obliquo rispetto alla direzione di avanzamento del veicolo battipista 1 stesso; e traslare lateralmente il gruppo fresa e rifinitore 9 rispetto al telaio 2; e determinare una posizione angolare relativa del gruppo fresa e rifinitore 9 rispetto alla struttura rigida posteriore 21 (angolo di taglio).
Inoltre, i dispositivi utilizzatori, in particolare la lama 8 mediante gli attuatori 25-28 e il gruppo fresa e rifinitore 9 mediante gli attuatori 50, possono essere controllati in modo automatico dal sistema di controllo 15. A questo scopo, il sistema di controllo 15 in una forma di realizzazione comprende un’unità di elaborazione 30, un dispositivo di memoria 31, un’interfaccia di controllo 32 e un’interfaccia di comunicazione 33 (figura 10).
L’unità di elaborazione 30 è configurata per determinare una posizione ideale dei dispositivi utilizzatori, in particolare della lama 8, e per azionare (tra gli altri) gli attuatori 25-28 della lama 8 in base a mappe obiettivo MT1, …, MTN memorizzate nel dispositivo di memoria 31 e rappresentative di superfici desiderate che si vogliono ottenere dalla lavorazione del manto nevoso. Le mappe obiettivo MT1, …, MTN, in particolare, possono rappresentare tanto la superficie ideale di una pista da sci, normalmente caratterizzata da regolarità superficiale e uniformità di consistenza del manto, quanto la superficie di una struttura di snowpark, con una speciale forma. Inoltre, le mappe obiettivo MT1, …, MTN possono rappresentare superfici obiettivo intermedie fra una superficie obiettivo attuale e la superficie attuale del manto nevoso nella zona da trattare. In pratica, specialmente per le strutture di snowpark, che possono essere particolarmente complesse, la lavorazione della superficie nevosa può essere portata avanti in modo iterativo. Le mappe obiettivo MT1, …, MTN possono essere prodotte in un centro di calcolo remoto ed essere caricate nel dispositivo di memoria 31 attraverso l’interfaccia di comunicazione 33.
In dettaglio, l’unità di elaborazione 30 in una prima fase utilizza un modello semplificato del veicolo battipista per determinare:
- posizione, orientazione e direzione di avanzamento del veicolo battipista 1 (ad esempio del telaio 2);
- angolo di sollevamento, angolo di inclinazione verticale, angolo di inclinazione laterale, angolo di taglio della lama 8 rispetto al telaio 2 ottimali per ottenere la superficie obiettivo corrente MTK attualmente selezionata.
In una seconda fase, l’unità di elaborazione 30 determina e applica segnali di comando agli attuatori 25-28 attraverso l’interfaccia di controllo 32 in modo da posizionare la lama 8 nella configurazione precedentemente determinata. Più precisamente, l’unità di elaborazione 30 fornisce all’interfaccia di controllo 32 parametri indicativi di una configurazione obiettivo della lama 8 (ad esempio valori obiettivo δT, εT, ηT di un angolo di sollevamento δ, di un angolo di inclinazione verticale ε e di un angolo di inclinazione laterale η, che saranno definiti in dettaglio più avanti) e applica agli attuatori 25-28 comandi per impostare e mantenere i valori obiettivo dei parametri di configurazione ricevuti.
Per semplicità, per definire le posizioni relative degli elementi del veicolo battipista 1 nel seguito saranno utilizzati (figure 1, 2 e da 12 a 15):
un piano mediano PV longitudinale, che contiene l’asse longitudinale A del telaio 2 ed è perpendicolare all’asse di rotazione R1 (e quindi verticale quando il veicolo battipista 1 si trova su una superficie orizzontale; il longitudinale PV divide il veicolo battipista longitudinalmente in due parti sostanzialmente simmetriche;
un piano PT perpendicolare al piano PV, contenente l’asse di rotazione R1 e perpendicolare all’asse longitudinale A del telaio 2;
un piano PH perpendicolare al piano PV e al piano PT e contente l’asse di rotazione (e quindi orizzontale quando il veicolo battipista 1 si trova su una superficie orizzontale);
un sistema di riferimento Oxyz fisso, ad esempio con piano xy orizzontale e asse z verticale (si tratta in pratica di un sistema di riferimento fisso nello spazio in cui è collocata la mappa M della pista da trattare); e un sistema di riferimento O’x’y’z’ relativo, avente origine O’ in una cerniera fra il telaio 2 e la struttura rigida 22 (ad esempio, in un piano mediano del telaio 2 perpendicolare all’asse di cerniera) e assi x’, y’, z’ definiti dalle intersezioni rispettivamente dei piani PH, PT, dei piani PV, PH e dei piani PV, PT.
Inoltre, saranno utilizzati:
un angolo di inclinazione longitudinale α (del telaio 2 (e del sistema di riferimento O’x’y’z’), che è definito fra l’asse Z e il piano PT;
un angolo di inclinazione laterale β (del telaio 2 (e del sistema di riferimento O’x’y’z’), che è definito fra l’asse Z e il piano PV;
un angolo di azimut γ (del telaio 2 (e del sistema di riferimento O’x’y’z’), che è definito fra l’asse Y e il piano PV e in pratica determina la direzione di avanzamento del veicolo battipista nel piano di marcia;
un angolo di sollevamento δ, che definisce l’inclinazione della struttura rigida 22 rispetto al piano PH;
un angolo di inclinazione verticale ε della lama 8, definente un’inclinazione della lama 8 in un piano verticale, quando il veicolo battipista è su un terreno orizziontale;
un angolo di inclinazione laterale η della lama 8, definente un’inclinazione della lama 8 in un piano orizzontale, quando il veicolo battipista è su un terreno orizziontale;
un angolo di incidenza θ della lama 8.
Il modello semplificato del veicolo battipista 1, indicato con il numero 35 in figura 16, è definito da elementi geometrici che consentono di determinare la posizione e l’orientazione del telaio 2, della struttura rigida 22 e della lama 8. Più in dettaglio, il telaio 2 è schematizzato mediante un triangolo 36 isoscele, avente base 36a parallela all’asse di rotazione R1 della struttura rigida 22 e vertice per esempio coincidente con l’asse di rotazione R1 stesso. La lama 8 è schematizzata mediante un ulteriore triangolo 37, anch’esso isoscele. La struttura rigida 22 è schematizzata mediante un segmento 38 avente una prima estremità incernierata al telaio 2 in posizione corrispondente al vertice del triangolo 36 e girevole attorno all’asse di rotazione R1. Una seconda estremità del segmento 38 è collegata a un punto medio della base 37a del triangolo 37 definente la lama 8 con tre gradi di libertà rotatori (corrispondenti rispettivamente a inclinazione verticale, angolo di taglio e inclinazione laterale), in modo da simulare il giunto universale 24. Inoltre, gli attuatori 25-28 sono definiti da altrettanti cilindri oleodinamici in corrispondenti posizioni.
Le posizioni e orientazioni dei triangoli 36, 37 e il segmento 38 definiscono compiutamente e in modo biunivoco le posizioni relative del telaio 2, della struttura rigida 22 e della lama 8.
Il modello può prevedere intervalli di valori ammissibili per l’angolo di sollevamento δ, l’angolo di inclinazione verticale ε e l’angolo di inclinazione laterale η della lama 8. Gli intervalli di valori ammissibili sono determinati dai vincoli meccanici della connessione fra la lama 8 e il telaio 2. L’unità di elaborazione 30 è configurata per limitare l’attuazione dei movimenti della lama 8 entro gli intervalli di valori ammissibili. In caso di superamento dei limiti degli intervalli ammissibili, l’unità di elaborazione 30 può generare un segnale di allarme e/o forzare il passaggio a una modalità di controllo manuale, direttamente sotto il controllo dell’operatore.
Per determinare l’angolo di sollevamento δ, l’unità di elaborazione opera come di seguito descritto, con riferimento alla figura 17.
Inizialmente (blocco 100), l’unità di elaborazione 30 carica una mappa obiettivo corrente MTK che definisce la superficie del manto nevoso da ottenere al termine della fase di lavorazione corrente (ad esempio, nel caso di strutture di snowpark la lavorazione può richiedere numerosi passaggi, a ciascuno dei quali corrisponde una rispettiva mappa obiettivo corrente MTK). Eventualmente (blocco 110), l’unità di elaborazione aggiunge un valore di offset per tener conto delle possibili variazioni di spessore del manto nevoso causate da precipitazioni, scioglimento della neve, erosione per il passaggio di sciatori e così via.
L’unità di elaborazione 30 acquisisce quindi la propria posizione corrente PC dal dispositivo di navigazione satellitare 13 (blocco 120). La posizione corrente PC include la localizzazione in altezza rispetto al terreno alle corrispondenti coordinate della mappa M del terreno e quindi dà conto dello spessore effettivo del manto nevoso. Inoltre, l’unità di elaborazione 30 determina l’angolo di azimut γ (l’asse x’ del sistema di riferimento O’x’y’z’ è parallelo all’altezza del triangolo 36 che modella il telaio 2) e l’angolo di inclinazione longitudinale α. Anche l’orientazione del telaio 2 risulta perciò determinata.
Dalla posizione corrente PC e dalla mappa obiettivo corrente MTK, l’unità di elaborazione 30 determina lo spessore superficiale di neve da asportare a ogni posizione lungo la traiettoria del veicolo battipista 1 (blocco 130). Più in dettaglio, l’unità di elaborazione 30 calcola l’intersezione della mappa obiettivo corrente MTK utilizzata e il piano PV, in cui giace anche il segmento 38 che modella la struttura rigida 22. Tale intersezione definisce il profilo obiettivo PT nella direzione di marcia del veicolo battipista 1 (figura 18). Quindi, l’unità di elaborazione 30 determina lo spessore superficiale di neve da asportare dalla differenza in altezza fra il profilo obiettivo PT alle coordinate del veicolo battipista 1 e la quota del veicolo battipista 1 determinata dal dispositivo di navigazione satellitare 13.
In seguito (blocco 140), l’unità di elaborazione 30 calcola l’angolo di sollevamento δ da impostare per ottenere la rimozione dello spessore di neve determinato in precedenza. L’angolo di sollevamento δ viene determinato dall’intersezione fra la traiettoria nel piano PV dell’estremità del segmento 38 opposta all’asse di rotazione R1 e il profilo obiettivo PT. Tale estremità corrisponde al giunto universale 24 fra la struttura rigida 22 e la lama 8 e la sua traiettoria si svolge lungo una circonferenza, in funzione dell’angolo di sollevamento δ. L’intersezione fra la traiettoria dell’estremità del segmento 38 e il profilo obiettivo PT fornisce quindi l’angolo di sollevamento δ cercato, a cui corrisponde l’asportazione dello spessore di neve determinato in precedenza.
Se l’angolo di sollevamento δ eccede un intervallo programmato di valori ammissibili (blocco 150, uscita NO), l’unità di elaborazione 30 genera un messaggio di allerta e/o forza il passaggio al controllo manuale da parte di un operatore (blocco 160).
In caso contrario (blocco 150, uscita SI), l’unità di elaborazione 30 agisce sugli attuatori 25 per impostare l’angolo di sollevamento δ calcolato (blocco 170). In una forma di realizzazione, in particolare, gli attuatori 25 sono cilindri oleodinamici e l’unità di elaborazione 30 determina la lunghezza degli attuatori 25 necessaria per ottenere l’angolo di sollevamento δ desiderato.
Il sistema di controllo 15 comprende un dispositivo di controllo in retroazione 40 (figura 19), ad esempio implementato mediante l’interfaccia di controllo 32, che opera in modo da mantenere la lunghezza degli attuatori 25 e l’angolo di sollevamento δ impostati, evitando deviazioni dalla posizione ideale. Il sistema di controllo in retroazione 40 comprende un modulo di misura 41, un modulo di confronto 43 e un modulo di controllo 45. Il modulo di misura 41 rileva una grandezza corrente δ’ indicativa dell’angolo di sollevamento δ, che può essere una misura diretta dell’angolo di sollevamento δ rispetto a un riferimento, ad esempio tramite un encoder, oppure una misura indiretta, come una misura della lunghezza dell’attuatore 25. Il modulo di confronto 43 calcola una differenza fra il parametro misurato dal modulo di misura 41 e un parametro obiettivo δT, rappresentativo dell’angolo di sollevamento calcolato dall’unità di elaborazione 30. Il modulo di controllo 45 determina un’azione di controllo in base alla differenza fra la grandezza corrente δ’ e il parametro obiettivo δT (ad esempio con un controllo di tipo PID) e la applica all’attuatore 25 per annullare le variazioni dell’angolo di sollevamento δ effettivo. L’azione di controllo può essere realizzata attraverso la pressione fornita all’attuatore 25 (cilindro oleodinamico).
In modo analogo, l’unità di elaborazione 30 determina l’angolo di inclinazione verticale ε, l’angolo di inclinazione laterale η e l’angolo di incidenza θ della lama 8.
Per quanto riguarda l’angolo di inclinazione verticale ε (figura 20), in una forma di realizzazione l’unità di elaborazione 30 determina un profilo obiettivo PT’ definito dall’intersezione della mappa obiettivo corrente MTK con un piano parallelo al piano PT passante per un punto corrispondente all’estermità del segmento 38 connessa al triangolo 37 (i quali modellano rispettivamente la struttura rigica 22 e la lama 8). Tale intersezione corrisponde a una posizione del giunto universale 24 e definisce la posizione del centro della lama 8. L’unità di elaborazione 30 calcola i dislivelli fra le opposte estremità della base 36a del triangolo 36 e corrispondenti punti del profilo obiettivo PT’ e di qui l’angolo di inclinazione verticale ε necessario a compensare in pratica l’inclinazione laterale del terreno da preparare rispetto al veicolo battipista 1 (i partoicolare rispetto al piano PH). L’angolo di inclinazione verticale ε così determinato viene impostato tramite gli attuatori 26 e mantenuto attraverso un sistema di controllo in retroazione analogo al sistema 40 di figura 19.
L’unità di elaborazione 30 è configurata anche per controllare l’angolo di inclinazione laterale η della lama 8.
Il dispositivo di memoria 31 contiene traiettorie ottimali TT programmate per ottenere i profili definiti nelle mappe obiettivo MT, …, MN. L’unità di controllo 30 è altresì configurata per guidare il veicolo battipista 1 lungo le traiettorie ottimali TT agendo sui controlli dell’unità motrice 5 della trasmissione di potenza 12 e dei cingoli 6. In alcune forme di realizzazione, le traiettorie ottimali TT possono essere definite per compiere numerosi passaggi su un’area relativamente ristretta per realizzare strutture dedicate all’esecuzione di acrobazie (trick), come rampe di stacco (kicker) e di atterraggio (landing) di varie configurazioni e difficoltà, gobbe, half-pipe e così via. In altre forme di realizzazione, le traiettorie ottimali TT possono essere definite in modo da coprire porzioni più vaste di un comprensorio, ad esempio l’intero percorso di una o più piste. Corrispondentemente, i profili definiti nelle mappe obiettivo MT, …, MN sono più regolari e richiedono generalmente un minor numero di passaggi per ottenere l’effetto desiderato. Inoltre, i risultati possono di regola essere ottenuti impostando configurazioni della lama 8 meno incisive. In ogni caso, il sistema di controllo 15 è in grado di eseguire in modo automatico con i medesimi principi tanto la lavorazione delle strutture di snowpark, quanto la normale preparazione delle piste di un comprensorio, utilizzando traiettorie ottimali TT programmate allo scopo e i controlli dell’unità motrice 5 della trasmissione di potenza 12 e dei cingoli 6. Le traiettorie ottimali TT, in particolare, possono essere scelte per ottimizzare tempi di preparazione e consumo di risorse.
L’unità di elaborazione 30 interviene sull’angolo di inclinazione laterale η per compensare l’incorretto posizionamento della lama 8 dovuto a scostamenti fra la traiettoria effettiva TA del veicolo battipista 1 e le traiettorie ideali TT e mantenere l’orientazione del fronte di lavoro costante (figura 21). A questo scopo, l’unità di elaborazione 30 confronta l’orientazione effettiva del veicolo battipista 1 (rappresentata dal triangolo 36 e definita dall’angolo di azimut γ) con la proiezione della traiettoria ottimale TT correntemente selezionata sul piano PH. Se viene rilevato uno scostamento angolare ϕ fra l’orientazione del veicolo battipista 1 e la traiettoria ottimale TT selezionata, l’unità di elaborazione 30 corregge l’inclinazione laterale della lama 8 imponendo attraverso gli attuatori 28 un angolo di inclinazione laterale η uguale allo scostamento angolare ϕ. Nel modello semplificato, l’inclinazione laterale della lama 8 è definita dall’orientazione della base 37a del triangolo 37.
Inoltre, l’unità di elaborazione 30 è configurata per controllare la configurazione del gruppo fresa e rifinitore 9 attraverso il gruppo attuatore 50. In particolare, l’unità di elaborazione 30 controlla un’orientazione del gruppo fresa e rifinitore 9 rispetto al telaio 2 (figura 22); uno sfalsamento lateralmente (offset) del gruppo fresa e rifinitore 9 (figure 23 e 24); e un angolo di incidenza o angolo di taglio χ (“cutting angle”) del gruppo fresa e rifinitore 9, in pratica ruotando il gruppo fresa e rifinitore 9 rispetto alla struttura rigida 29 attorno all’asse di rotazione R4 che è parallelo al piano PH e, quando il gruppo fresa e rifinitore 9 è allineato al telaio 2, parallelo all’asse di rotazione R2 (figure 2 e 25).
In dettaglio, per quanto riguarda l’orientazione del gruppo fresa e rifinitore 9 rispetto al telaio 2, l’unità di elaborazione 30 determina un angolo di traino θ fra il piano mediano PV verticale e il dispositivo di collegamento posteriore 21 (figura 22). In una modalità operatiava, l’angolo di traino θ è fisso, di modo che il gruppo fresa e rifinitore si estende trasversalmente alla traiettoria dei veicolo battipista 1. In una diversa modalità operativa, l’angolo di traino θ è determinalo dall’unità di elaborazione 30 in base alla mappa obiettivo corrente MTK (che di fatto definisce un modello del pendio in seguito al passaggio del veicolo battipista 1), alla curvatura di una correntemente selezionata di traiettorie programmate TP memorizzate nel dispositivo di memoria 31 e a posizione, orientazione e direzione di avanzamento del veicolo battipista 1. In altre parole, la traiettoria programmata TP può presentare tratti rettilinei e tratti curvilinei, con un curvatura che risulta definita dalla geometria della traiettoria programmata TP stessa. L’unità di elaborazione 30 acquisisce la posizione dal dispositivo di navigazione satellitare 13 e imposta l’angolo di traino θ in funzione delle caratteristiche geometriche della traiettoria programmata TP nella posizione attualmente occupata dal veicolo battipista 1 in modo che il gruppo fresa e rifinitore 9 mantenga un orientamento programmato rispetto alla traiettoria programmata TP (tuttavia, anche l’orientamento del gruppo fresa e rifinitore 9 rispetto alla traiettoria programmata TP può essere modificato lungo il tragitto secondo le preferenze di preparazione delle piste). Questo tipo di controllo aiuta a eseguire la preparazione desiderata anche quando il veicolo battipista 1 affronta curve strette (ad esempio, nelle inversioni di marcia). In un’ulteriore modalità operativa, il gruppo fresa e rifinitore 9 è lasciato flottante attorno all’asse di rotazione R3 e quindi l’angolo di traino θ in sostanza si adatta al terreno.
Lo sfalsamento laterale OS del gruppo fresa e rifinitore 9 rispetto al veicolo battipista 1 è controllato dall’unità di elaborazione 30 impostando l’angolo di traino θ e un angolo di imbardata ψ del gruppo fresa e rifinitore 9, ossia l’angolo fra la direzione della dimensione maggiore del gruppo fresa e rifinitore 9 rispetto a un asse mediano del dispositivo di collegamento posteriore 21 (figura 23). In particolare, in una modalità operativa l’angolo di traino θ e l’angolo di imbardata ψ voengono controllati in modo coordinato, cosicché il gruppo fresa e rifinitore 9 viene traslato parallelamente senza che la sua orientazione rispetto al telaio 2 del veicolo battipista 1 sia modificata. Inoltre, in una modalità operativa l’unità di elaborazione 30 controlla lo sfalsamento laterale OS in funzione della traiettoria programmata TP e della posizione del veicolo battipista 1 in modo da ottenere una sovrapposizione OVL programmata fra strisce di lavorazione SJ, SK adiacenti (figura 24). In alcuni casi, come nella preparazione di piste o di tratti di piste, la traiettoria programmata TP è definita in modo da coprire l’intera larghezza della pista con più passaggi in senso longitudinale lungo strisce di lavorazione SJ, SK adiacenti sostanzialmente della larghezza del veicolo battipista 1. Si desidera in generale una certa sovrapposizione fra strisce di lavorazione SJ, SK adiacenti per evitare di lasciare porzioni di pista non trattate. Tuttavia, è opportuno che il grado di sovrapposizione sia il minimo per ottimizzare la percorrenza. L’unità di elaborazione 30 controlla lo sfalsamento laterale OS impostando l’angolo di traino θ e l’angolo di imbardata ψ. In questo modo, è possibile compensare eventuali scostamenti dalla traiettoria programmata TP rilevati dal dispositivo di navigazione satellitare 13 e quindi il grado di sovrapposizione fra strisce di lavorazione SJ, SK adiacenti può essere minimizzato.
In un’ulteriore modalità operativa, l’unità di elaborazione 30 determina l’angolo di taglio χ in modo da controllare la profondità di lavorazione del gruppo fresa e rifinitore 9, in pratica ruotando la struttura rigida 29 attorno all’asse di rotazione R4 (figura 25). In particolare, l’angolo di taglio χ viene definito a partire dalla mappa obiettivo corrente MTK (che definisce la superficie del manto nevoso da ottenere al termine della fase di lavorazione corrente) e dalla posizione del veicolo battipista 1 rilevata dal dispositivo di navigazione satellitare 13 in modo da ottenere il profilo desiderato.
L’unità di elaborazione 30 è inoltre configurata per adottare misure di sicurezza quando il veicolo battipista 1 è sottoposto a un carico eccessivo, ad esempio a causa di una eccessiva quantità di neve spostata, anche in considerazione della pendenza del terreno. Le condizioni di carico eccessivo possono essere rilevate automaticamente dall’unità di elaborazione 30 per esempio quando l’unità motrice 5 è prossima allo stallo o la trasmissione di potenza 12 è in cutoff di pressione.
Inoltre, l’unità di elaborazione 30 è configurata per intervenire in caso di sovraccarico adottando una o più delle seguenti azioni:
modificare il punto di lavoro dell’unità motrice 5, riducendo il sovraccarico, di fatto operando come limitatore;
modificare l’angolo di incidenza θ della lama 8 attraverso l’attuatore 27, in modo da ridurre il peso della neve spostata;
generare messaggi di allerta;
forzare il passaggio al controllo manuale.
È infine evidente che al veicolo battipista e al metodo descritti e rivendicati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni allegate.
In particolare, il veicolo battipista secondo l’invenzione può essere dotato di ulteriori rilevatori allo scopo di determinare con maggior precisione le condizioni ambientali in cui il veicolo battipista stesso si trova e, di conseguenza, migliorare le capacità di operare in modo autonomo. Il veicolo battipista può essere equipaggiato con sensori radar o lidar, sterocamere e simili comunicanti con l’unità di elaborazione, la quale può essere configurata per eseguire azioni in risposta alle condizioni rilevate dai sensori. Per esempio, l’unità di elaborazione può utilizzare le informazioni dai sensori per riconoscere la presenza di ostacoli fissi (irregolarità del terreno, alberi, rocce, scarpate, tralicci, cannoni da neve, reti di protezione e simili) o mobili (per esempio sciatori) lungo la traiettoria del veicolo battipista e reagire con azioni appropriate (arresto del veicolo battipista, deviazione dalla traiettoria impostata, modifica della configurazione della lama o del gruppo fresa e rifinitore.
Claims (32)
- RIVENDICAZIONI 1. Veicolo battipista comprendente: un telaio (2) estendentesi lungo un asse longitudinale (A); un attrezzo (8, 9) collegato al telaio (2) mediante un dispositivo di collegamento (20) provvisto di un gruppo attuatori (25-28) azionabile per determinare una posizione relativa dell’attrezzo (8, 9) rispetto al telaio (2); un dispositivo di navigazione satellitare (13); un sistema di controllo (15) includente un’unità di elaborazione (30) e un dispositivo di memoria (31), contenente una mappa obiettivo (MT1, …, MTN) rappresentativa di una superficie desiderata da ottenere mediante lavorazione del manto nevoso su una regione; e in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per: determinare una posizione e un’orientazione del telaio (2) utilizzando dati forniti dal dispositivo di navigazione satellitare (13); determinare una configurazione dell’attrezzo (8, 9) in funzione della posizione e dell’orientazione del telaio (2) e della mappa obiettivo (MT1, …, MTN), in modo che il passaggio dell’attrezzo (8, 9) provochi una modifica del manto nevoso che conforma il manto nevoso alla mappa obiettivo (MT1, …, MTN); e azionare il gruppo attuatori (25-28) in modo da portare l’attrezzo (8, 9) nella configurazione determinata.
- 2. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 1, in cui l’attrezzo (8, 9) comprende una lama (8) collegata al telaio (2) e il dispositivo di collegamento comprende un dispositivo di collegamento anteriore (20) collegante la lama (8) al telaio (2).
- 3. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 2, in cui il dispositivo di collegamento anteriore (20) comprende una struttura rigida anteriore (22) incernierata al telaio (2) in modo girevole attorno a un asse di rotazione anteriore (R1) e un giunto universale (24) collegante la lama (8) alla struttura rigida anteriore (22) e in cui il gruppo attuatori (25) comprende: - una prima unità attuatori (25) configurata per ruotare la struttura rigida anteriore (22) attorno all’asse di rotazione anteriore (R1) per sollevare e abbassare la lama (8); - una seconda unità attuatori (26) configurata per ruotare la lama (8) creando un dislivello fra opposte estremità della lama (8); - una terza unità attuatori (27) configurata per determinare un’inclinazione in avanti della lama (8); e - una quarta unità attuatori (28) configurata per orientare la lama (8) perpendicolare o in modo obliquo rispetto a una direzione di avanzamento.
- 4. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 3, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per determinare un primo profilo obiettivo (PT) in una nella direzione di avanzamento come intersezione della mappa obiettivo (MT1, …, MTN) e di un primo piano di riferimento (PV) del telaio (2) perpendicolare all’asse di rotazione anteriore (R1).
- 5. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 4, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per calcolare un angolo di sollevamento anteriore (δ) della lama (8) rispetto al telaio (2) attorno all’asse di rotazione anteriore (R1) da un’intersezione fra il primo profilo obiettivo (PT) e una traiettoria nel primo piano di riferimento (PV) di un’estremità della struttura rigida anteriore (22) opposta al telaio (2).
- 6. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per determinare un angolo di inclinazione verticale (ε) della lama (8), definente un’inclinazione della lama (8) in un piano verticale quando il veicolo battipista si trova su un terreno orizziontale.
- 7. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 6 dipendente dalla rivendicazione 5, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per determinare un secondo profilo obiettivo (PT’) come intersezione della mappa obiettivo (MT1, …, MTN) con un piano parallelo a un secondo piano di riferiemnto (PT) contenente l’asse di rotazione anteriore (R1) e perpendicolare all’asse longitudinale (A) del telaio (2), per calcolare dislivelli fra opposte estremità della lama (8) e corrispondenti punti del secondo profilo obiettivo (PT’) con l’angolo di sollevamento anteriore (δ) calcolato e per calcolare l’angolo di inclinazione verticale (ε) dai dislivelli.
- 8. Veicolo battipista secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per determinare un angolo di inclinazione laterale (η), definente un’inclinazione della lama (8) in un piano orizzontale, quando il veicolo battipista è su un terreno orizziontale.
- 9. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 8, in cui dispositivo di memoria (31) contiene traiettorie ottimali (TT) programmate per ottenere i profili definiti nella mappa obiettivo (MT1, …, MTN) e in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per rilevare uno scostamento angolare (ϕ) fra l’orientazione del telaio (2) e la traiettoria ottimale (TT) correntemente selezionata e per correggere l’angolo di inclinazione laterale (η) in funzione dello scostamento angolare (ϕ) rilevato.
- 10. Veicolo battipista secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 9, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per fornire parametri di configurazione indicativi di una configurazione obiettivo della lama (8) e in cui il sistema di controllo (15) include un’interfaccia di controllo (32) configurata per ricevere i parametri di configurazione e per applicare al gruppo attuatori (25-28) comandi per impostare e mantenere i parametri di configurazione ricevuti.
- 11. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 10, in cui il sistema di controllo (15) comprende un dispositivo di controllo in retroazione (40) configurato per mantenere i parametri di configurazione forniti dall’unità di elaborazione (30).
- 12. Veicolo battipista secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di memoria (31) contiene una pluralità di mappe obiettivo (MT1, …, MTN), rappresentative di rispettive superfici desiderate da ottenere mediante iterazioni di lavorazione del manto nevoso.
- 13. Veicolo battipista secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 12, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per utilizzare un modello semplificato (35) del veicolo battipista (1) comprendente: un primo poligono (36), rappresentativo del telaio (2) e avente un lato (36a) parallelo all’asse di rotazione anteriore (R1) e un vertice coincidente con l’asse di rotazione anteriore (R1); un secondo poligono (37), rappresentativo della lama (8); e un segmento (38), rappresentativo della struttura rigida anteriore (22) e avente una prima estremità incernierata al vertice del primo poligono (36) e una seconda estremità collegata a un punto medio della base (37a) del secondo poligono (37) con tre gradi di libertà rotatori.
- 14. Veicolo battipista secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’attrezzo (8, 9) comprende gruppo fresa e rifinitore (9) e il dispositivo di collegamento comprende un dispositivo di collegamento posteriore (21) collegante il gruppo fresa e rifinitore (9) al telaio (2).
- 15. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 14, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per controllare un angolo di traino (θ) del gruppo fresa e rifinitore (9) rispetto al telaio (2) in base alla mappa obiettivo (MT1, …, MTN), a una curvatura di una correntemente selezionata fra una pluralità di traiettorie programmate (TP) memorizzate nel dispositivo di memoria (31) e a posizione, orientazione e direzione di avanzamento determinate mediante il dispositivo di navigazione satellitare (13), in modo che il gruppo fresa e rifinitore (9) mantenga un orientazione programmata rispetto alla traiettoria programmata (TP).
- 16. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 15, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per impostare l’angolo di traino (θ) e un angolo di imbardata (ψ) del gruppo fresa e rifinitore (9) in modo da controllare uno sfalsamento laterale (OS) del gruppo fresa e rifinitore (9).
- 17. Veicolo battipista secondo la rivendicazione 15 o 16, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per controllare lo sfalsamento laterale (OS) in funzione della traiettoria programmata (TP) e della posizione fornita dal dispositivo di navigazione satellitare (13) in modo da ottenere una sovrapposizione (OVL) programmata fra strisce di lavorazione (SJ, SK) adiacenti.
- 18. Veicolo battipista secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 17, in cui l’unità di elaborazione (30) è configurata per determinare un angolo di taglio (χ) del gruppo fresa e rifinitore (9) in funzione dalla mappa obiettivo (MT1, …, MTN) e dalla posizione fornita dal dispositivo di navigazione satellitare (13).
- 19. Metodo per controllare un veicolo battipista, il veicolo battipista comprendendo: un telaio (2) estendentesi lungo un asse longitudinale (A); e un attrezzo (8, 9) collegato al telaio (2) mediante un dispositivo di collegamento anteriore (20) provvisto di un gruppo attuatori (25-28) azionabile per determinare una posizione relativa dell'attrezzo (8) rispetto al telaio (2); il metodo comprendendo: definire una mappa obiettivo (MT1, …, MTN) rappresentativa di una superficie desiderata da ottenere mediante lavorazione del manto nevoso su una regione; determinare una posizione e un’orientazione del telaio (2); determinare una configurazione dell’attrezzo (8) in funzione della posizione e dell’orientazione del telaio (2) e della mappa obiettivo (MT1, …, MTN), in modo che il passaggio dell’attrezzo (8) provochi una modifica del manto nevoso tale da conformare il manto nevoso alla mappa obiettivo (MT1, …, MTN); e portare l’attrezzo (8) nella configurazione determinata.
- 20. Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui l’attrezzo (8, 9) comprende una lama (8) collegata al telaio (2) e il dispositivo di collegamento comprende un dispositivo di collegamento anteriore (20) collegante la lama (8) al telaio (2).
- 21. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui il dispositivo di collegamento anteriore (20) comprende una struttura rigida anteriore (22) incernierata al telaio (2) in modo girevole attorno a un asse di rotazione anteriore (R1) e un giunto universale (24) collegante la lama (8) alla struttura rigida anteriore (22) e in cui determinare la configurazione della lama (8) comprende determinare un primo profilo obiettivo (PT) in una direzione di marcia come intersezione della mappa obiettivo (MT1, …, MTN) e di un primo piano di riferimento (PV) del telaio (2) perpendicolare all’asse di rotazione anteriore (R1).
- 22. Metodo secondo la rivendicazione 21, in cui determinare la configurazione della lama (8) comprende calcolare un angolo di sollevamento anteriore (δ) della lama (8) rispetto al telaio (2) attorno all’asse di rotazione anteriore (R1) da un’intersezione fra il primo profilo obiettivo (PT) e una traiettoria nel primo piano di riferimento (PV) di un’estremità della struttura rigida anteriore (22) opposta al telaio (2).
- 23. Metodo secondo la rivendicazione 21 o 22, in cui determinare la configurazione della lama (8) comprende determinare un angolo di inclinazione verticale (ε) della lama (8), definente un’inclinazione della lama (8) in un piano verticale quando il veicolo battipista (1) si trova su un terreno orizziontale.
- 24. Metodo secondo la rivendicazione 23 dipendente dalla rivendicazione 15, in cui determinare l’angolo di inclinazione verticale (ε) comprende: determinare un secondo profilo obiettivo (PT’) come intersezione della mappa obiettivo (MT1, …, MTN) con un piano parallelo a un secondo piano di riferimento (PT) contenente l’asse di rotazione anteriore (R1) e perpendicolare all’asse longitudinale (A) del telaio (2); calcolare dislivelli fra opposte estremità della lama (8) e corrispondenti punti del secondo profilo obiettivo (PT’) con l’angolo di sollevamento anteriore (δ) calcolato; e calcolare l’angolo di inclinazione verticale (ε) dai dislivelli.
- 25. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 20 a 24, in cui determinare la configurazione della lama (8) comprende determinare un angolo di inclinazione laterale (η), definente un’inclinazione della lama (8) in un piano orizzontale, quando il veicolo battipista è su un terreno orizzontale.
- 26. Metodo secondo la rivendicazione 25, in cui determinare l’angolo di inclinazione laterale (η) comprende definire traiettorie ottimali (TT) per ottenere i profili definiti nella mappa obiettivo (MT1, …, MTN); rilevare uno scostamento angolare (ϕ) fra l’orientazione del veicolo battipista (1) e la traiettoria ottimale (TT) correntemente selezionata; e correggere l’angolo di inclinazione laterale (η) in funzione dello scostamento angolare (ϕ) rilevato.
- 27. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 19 a 26, comprendente definire un modello semplificato (35) del veicolo battipista (1), il modello semplificato (35) comprendendo: un primo poligono (36), rappresentativo del telaio (2) e avente un lato (36a) parallelo all’asse di rotazione anteriore (R1) e un vertice coincidente con l’asse di rotazione anteriore (R1); un secondo poligono (37), rappresentativo della lama (8); e un segmento (38), rappresentativo della struttura rigida anteriore (22) e avente una prima estremità incernierata al vertice del primo poligono (36) e una seconda estremità collegata a un punto medio della base (37a) del secondo poligono (37) con tre gradi di libertà rotatori.
- 28. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 23, in cui l’attrezzo (8, 9) comprende gruppo fresa e rifinitore (9) e il dispositivo di collegamento comprende un dispositivo di collegamento posteriore (21) collegante il gruppo fresa e rifinitore (9) al telaio (2).
- 29. Metodo secondo la rivendicazione 28, comprendente controllare un angolo di traino (θ) del gruppo fresa e rifinitore (9) rispetto al telaio (2) in base alla mappa obiettivo (MT1, …, MTN), a una curvatura di una correntemente selezionata fra una pluralità di traiettorie programmate (TP) memorizzate nel dispositivo di memoria (31) e a posizione, orientazione e direzione di avanzamento determinate mediante il dispositivo di navigazione satellitare (13), in modo che il gruppo fresa e rifinitore (9) mantenga un orientamento programmato rispetto alla traiettoria programmata (TP).
- 30. Metodo secondo la rivendicazione 29, comprendente impostare l’angolo di traino (θ) e un angolo di imbardata (ψ) del gruppo fresa e rifinitore (9) in modo da controllare uno sfalsamento laterale (OS) del gruppo fresa e rifinitore (9).
- 31. Metodo secondo la rivendicazione 29 o 30, in cui lo sfalsamento laterale (OS) è controllato in funzione della traiettoria programmata (TP) e della posizione fornita dal dispositivo di navigazione satellitare (13) in modo da ottenere una sovrapposizione (OVL) programmata fra strisce di lavorazione (SJ, SK) adiacenti.
- 32. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 29 a 31, comprendente determinare un angolo di taglio (χ) del gruppo fresa e rifinitore (9) in funzione dalla mappa obiettivo (MT1, …, MTN) e dalla posizione fornita dal dispositivo di navigazione satellitare (13).
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